《机械原理》课程补充习题.docx

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《机械原理》课程补充习题

《机械原理》课程补充练习

第2章机构的结构分析

基本要求：

（1）掌握构件、运动副、约束、自由度及运动链等概念

（2）能正确计算平面机构的自由度并能指出复合铰链、局部自由度和虚约束，能判断其是

否具有确定的运动。

计算下列机构自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。

2-12-2

2-32-4

2-5

2-6

2-7

2-8）2-9

（已aiMCD和四谊毋、

2-12

2-13

2-14

2-15

2-16）

£

齿轮4

胃条11

—•r

2-17

2-18

2-19

2-20

第3章平面机构的运动分析

基本要求：

1）正确理解速度瞬心的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置，利用瞬

心法对简单高、低副机构进行速度分析

2）能利用矢量方程图解法对一般平面机构进行运动分析

3-1试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置

3-2图示机构的位置，已知原动件AB以等角速度转动，用瞬心法或矢量方程图解法求构

件3的角速度

要求：

（1）禾U用瞬心法要求在图上标出全部速度瞬心，写出33的表达式；

（2）利用矢量方程图解法要求以任意比例尺作出机构的速度图，写出作图的矢量方程及33的表达式。

⑴（g）

3-3如图所示的高副机构中，设已知机构的尺寸及原动件1以匀角速度1逆时针方向转动,

试确定机构的全部瞬心位置，并用瞬心法求构件3的移动速度v3。

D

珂

3-4图示机构，Lab=50mm,Lbc=60mm,Lcd=60mm,LAD=100mm,31=30rad/s,

（1）求机构的所有瞬心

2）用瞬心法求杆BC中E的速度大小和方向。

第4章平面机构的力分析

基本要求

能对几种运动副中的摩擦力、总反力进行分析

4-1图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为

0,驱动力为F,阻力矩为M,试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）

4-3图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆，运动副B处的摩擦角已知

4-4图示摆动凸轮机构中，已知作用于摆杆3上的外载荷Q,试在图上标出各运动副中

总反力（R31,R12及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小

4-5在图示机构中，已知驱动力为F，工作阻力矩为Mr，若不计各构件的重量及惯性力,

试在机构图中画出各构件的受力。

图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为0。

4-6在图示机构中，已知原动件1在驱动力矩Md的作用下等速转动，a如图所示。

作用

在从动件2上的生产阻力为Q,图中虚线圆为摩擦圆，运动副C的摩擦角为0。

试在图上画出各运动副反力（注明脚标），写出构件2的力平衡方程式，并画出力矢量多边形。

4-7图示一锁紧机构，已知图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为$在P力作用下工作面上产生夹

紧力Q试画出此时各运动副中的总反力作用线位置和方向（不考虑各构件的质量和转动惯量）

4-8已知各构件的尺寸、机构的位置、各运动副的摩擦系数及摩擦圆半径，Mi为驱动力矩,

Q为阻力，试在图中画出各运动副反力的方向和作用线

4-10图示凸轮连杆组合机构运动简图，凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力Q,各转动

副处的摩擦圆及滑动摩擦角如图所示，试在图上画出各运动副反力方向和作用线。

Q,各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中,

4-12图示的机构运动简图中，已知P为驱动力，生产阻力Q,各转动副的摩擦圆及滑动摩

擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-13图示的机构运动简图中，已知生产阻力Q,各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中,

试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

图上画出各运动副反力的方向和作用线。

4-15图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动，各构件重量不计。

试作图标出各运动副中的反力的方向，并对构件1、3列出力平衡方程且作出相应的力多边形。

（摩擦角、摩擦圆如图示）

第八章平面连杆机构及其设计

8-2设计一铰链四杆机构，已知连杆BC经过图示两个给定位置BC、E2C2,要求:

连架干AB从ABi到AB位置时恰好转过90°;机构在第二位置时传动角丫=30°,试用作图法求解固定铰链AD位置。

8-3所示为造型机工作台翻转机构翻台的两个位置I、n。

设翻台固联在连杆BC上，若已

知连杆长Ibc500mmIck500mm并要求其固定铰链AD的安装位置与x轴平行，且AD=BC试设计此铰链四杆机构。

8-4所示为一利用死点位置的焊接夹紧装置。

按图中箭头方向转动手柄F,则CD杆随之转动，

而使其上的压板E向工件压去。

问机构转到什么位置时，压板把工件压紧在工作台上，当松

开手柄后，机构不致由于压紧力的反作用而反转，使被压紧的工件松开。

试用作图法求出上

450，其中左极限位

8-5碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示，已知摇杆长为500mm摆角

置为垂直，铰链A、D同在水平线上，行程速度变化系数K1.5，试用图解法确定机架AD曲柄AB及连杆BC的长度。

（保留作图线）

8-6如图所示，已知摇杆两极限位置从CiD与GD,长度Lc尸150mm图中卩1=0.005m/mm）行

程速比系数k=1.5，另一固定铰链在机架标线DE上，试用作图法设计该铰链四杆机构。

8-7曲柄摇杆机构机架d=38mm摇杆长c=45mm其摆角50°，试确定曲柄长a和连杆长bo

8-8有一曲柄摇杆机构，机架位于水平线上。

已知其摇杆长Lcd=420mm,摆角90°。

，摇

杆在两极限与机架所成的夹角各为60°和30°,机构的行程速比系数K=1.5,设计此四杆机构。

求出曲柄长度a和连杆长度bo

8-9图解设计一曲柄摇杆机构，求曲柄和连杆的长度、已知摇杆的长度LcD=100mm其极限位

置之间夹角”=

8-10设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度l380mm,摆角40°,摇杆的行程速比系数为K1,且要求摇杆CD勺一个极限位置与机架间的夹角CDA900，试用图解法确定其

余三杆的长度。

8-11设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=1,摇杆的长度lcD=150mm摇

8-12试设计所示的脚踏轧棉机上的曲柄摇杆机构。

要求踏板CD在水平位置上下各摆10

lCD=500mm,lAD=1000mm,用几何作图法求曲柄IAB和连杆IBC的长度。

8-14参看附图设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为75mm行程速比系数K=1.5，机

架AD的长度为100mm又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45度，试求曲柄AB的长度

和连杆BC勺长度（有两组解）。

试用作图法设计此机构。

8-16设计一摆动导杆机构，已知机架长度为100mm行程速比系数K=1.4，求曲柄长度。

8-17图（a）所示为一牛头刨床的示意图。

已知IAB=75mmIDE=100mm行程速比系数K=2,

刨头5的行程H=300mm要求在整个行程中，刨头5有较小的压力角，试设计此机构。

8-18设计一曲柄滑块机构，如图所示，已知滑块的行程H=50mm行程速比系数K=1.5，偏

距e=20mm

8-19设计一偏心曲柄滑块机构，已知滑块的行程H=67mm偏心距e=40mm要求行程速比系

数K=1.4。

8-20一滑块C沿mm移动，其行程S=50mm曲柄AB逆时针绕固定铰链A旋转，且A位于nn线上，已知行程速比系数K=1.4，作图求曲柄与连杆长。

K=1.4，滑块的冲程S=60mm连杆与曲

8-21设计一偏置曲柄滑块机构，已知行程速比系数柄长度之比入=3,求曲柄、连杆及偏距e之长。

8-22参考图示设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K1.5，滑块行程

H50mm，导路偏距e20mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lBc。